基于dsp和cpld的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

基于dsp和cpld的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

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1、南京郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文基于DSP和CPLD的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計姓名:儲明聚申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):控制理論與控制工程指導(dǎo)教師:周西峰20100301童塞女E魚蠢堂堡±堡窒生絲絲途窯埴矍摘要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號與信息處理的重要組成部分,隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要采集的物理量越來越多,對系統(tǒng)的速度和精度要求越來越高,也不僅僅滿足于對數(shù)據(jù)的采集,還應(yīng)當(dāng)有對數(shù)據(jù)的處理。DSP的廣泛應(yīng)用為利用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)高速大量的處理信息提供了一個有效手段。開發(fā)基于DSP的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以滿足多個領(lǐng)域的數(shù)字信號

2、處理需要,其中超聲自動無損檢測是一個非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域。本文闡述了一種基于DSP和CPLD的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計方法,對系統(tǒng)各部分功能的實現(xiàn)方法做了詳細的分析和介紹。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以DSP最小系統(tǒng)為中心,采集芯片選用AD公司生產(chǎn)的10位雙通道40MSPS高速A/D轉(zhuǎn)換芯片AD9218,并采用AD公司提供的差分驅(qū)動芯片AD8138為AD9238提供輸入范圍內(nèi)的差分信號。數(shù)字信號處理器選用TI公司生產(chǎn)的C6000系列高性能浮點型DSP芯片TMS320C6713,采用FIFO解決DSP與A/D芯片工作速率不匹配

3、問題,有效的避免了數(shù)據(jù)丟失。另外,加入了CPLD控制模塊來進行DSP外部IO端口的擴展,并對A/D轉(zhuǎn)換進行邏輯控制。這樣做有利于提高系統(tǒng)的整體效率,使DSP有更多能力來進行專門的數(shù)字信號處理算法的運算。本文設(shè)計的基于TMS320C6713DSP和XC95288CPLD的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為工業(yè)測控系統(tǒng)提供了良好的硬件支持,為研制基于DSP技術(shù)的超聲檢測系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:高速數(shù)據(jù)采集,模數(shù)轉(zhuǎn)換器,DSP,CPLD蜜棗鯉魚叁耋堡±堡窒生堂絲壘窯△壘§!望垡AbstractDateacquisitionsystem

4、isveryimportantinsignalandinformationprocessingsystem.Withthedevelopmentofindustry,itismoreandmoreimportantforadateacquisitionsystemwithmoreinput,highersamplingrateandhigherprecision.Inaddition,signalprocessingisdemandedtodealwiththedata.ThewidespreaduseofDS

5、PprovidesaneffectivemeansforProcessinglargenumbersofinformationquicklybasedonmodemdigitalsignalProcessingtechnology.Thehigh—speeddataacquisitionsystembasedonDSPcanmeetthedigitalsignalprocessingneedsforvariousfieldsandultrasonicnondestructivetestingisaveryimp

6、ortantapplicationamongthem.Inthispaper,itdescribesthecomprehensivedesignmethodforthehigh-speeddataacquisitionsystembasedonDSP&CPLDandpresentsthedetailsoftheimplementationmethodofeachsystemfunction.ThisdataacquisitionsystemtakesthesmallestsystemofDSPasacenten

7、Thehigh-speedA/DconverterselectsAD9218whichis10一bit,40MSPSdualchannelsA/DconverterproducedbyADCorporationandselectslowdistortiondifferentialADCdriverAD8138toprovidedifferentialinputfortheAD9218.ThedigitalsignalprocessorselectsC6000serieshigh—Performancefloat

8、ing—pointDSPproducedbyTICorporation.FIFOisusedtosolvetheproblemthatDSPandA/Dconverter’Sworkratedoesnotmatchwhicheffectivelyavoidsdataloss.Inaddition,aCPLDmoduleisbuilttoextendIOportandcontrollog

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